Jimmy Jiang immagina un futuro in cui ogni casa sarà alimentata da energia rinnovabile immagazzinata in batterie.
Nel suo laboratorio di chimica, Jiang e i suoi studenti dell’Università di Cincinnati hanno creato una nuova batteria che potrebbe avere profonde implicazioni per lo stoccaggio di energia su larga scala necessario ai parchi eolici e solari.
Innovazioni come quella dell’UC avranno effetti profondi sull’energia verde, ha affermato Jiang. Le batterie immagazzinano l’energia rinnovabile per quando è necessaria, non solo quando viene prodotta. Questo è fondamentale per ottenere il massimo dall’energia eolica e solare, ha affermato.
“La produzione e il consumo di energia non sono sempre corrispondenti”, ha affermato. “Ecco perché è importante disporre di un dispositivo in grado di immagazzinare quell’energia temporaneamente e rilasciarla quando è necessario.”
Hanno descritto il loro nuovo design nel diario Comunicazioni sulla natura.
Le batterie per auto tradizionali contengono una miscela di acido solforico e acqua. E sebbene siano poco costosi e realizzati con materiali facilmente reperibili, presentano gravi inconvenienti per l’uso industriale o su larga scala. Hanno una densità energetica molto bassa, che non è utile per immagazzinare i megawatt di energia necessari per alimentare una città.
E hanno una soglia bassa per la stabilità elettrochimica. Jiang ha detto che ciò significa che possono esplodere.
“L’acqua ha un limite di tensione. Una volta che la tensione di una batteria acquosa supera la finestra di stabilità di 1,5 volt, l’acqua può decomporsi o essere divisa in idrogeno e ossigeno, il che è esplosivo”, ha detto.
Ma Jiang e i suoi studenti hanno sviluppato una batteria senza acqua in grado di generare quasi 4 volt di energia. Il nuovo design di Jiang lo fa senza un separatore a membrana, che è tra le parti più costose di questo tipo di batterie, ha detto.
“Le membrane sono super costose”, ha detto Jiang. “Abbiamo sviluppato un nuovo tipo di materiale per l’immagazzinamento dell’energia che migliora le prestazioni a un costo inferiore.”
Allo stesso modo, le membrane sono inefficienti, ha affermato.
“Non possono separare completamente i lati positivi e negativi, quindi c’è sempre un crossover”, ha detto.
Il gruppo ha presentato domande di brevetto provvisorie, ha detto.
“C’è ancora molta strada da fare”, ha detto Jiang.
Ma ha detto che stiamo andando verso una rivoluzione delle batterie nei prossimi 20 anni.
“Ne sono fiducioso. Sono in corso molte ricerche approfondite per ampliare i limiti delle prestazioni della batteria”, ha affermato.
I suoi studenti sono altrettanto entusiasti. Il dottorando e coautore dello studio Rabin Siwakoti ha affermato che la batteria offre una maggiore densità di energia.
“Quindi anche una piccola batteria può darti più energia”, ha detto.
“Siamo riusciti a eliminare la membrana in una batteria, che rappresenta una componente enorme dei costi iniziali. Rappresenta fino al 30% del costo della batteria”, ha affermato il coautore e dottorando Jack McGrath.
Il coautore Soumalya Sinha, professore in visita presso l’UC, ha affermato che i paesi stanno correndo per sviluppare batterie più economiche ed efficienti.
“Questo design riduce significativamente i costi dei materiali”, ha affermato. “Stiamo cercando di ottenere le stesse prestazioni a un costo inferiore.”
Altri contributori includono l’autore principale e ricercatore post-dottorato dell’UC Rajeev Gautam, il dottorando Xiao Wang e il dottorando dell’UC Amir Lashgari.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
